高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质随堂练习题

  第1节　DNA是主要的遗传物质

课下提能

一、选择题

1．(2019·泗水期末)下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　)

A．山柳菊的遗传物质主要是DNA

B．衣藻的遗传物质主要分布在拟核中

C．SARS病毒的遗传物质不含有S元素

D．艾滋病病毒的遗传物质水解产生8种核苷酸

解析：选C　山柳菊为细胞生物，其遗传物质为DNA。衣藻为真核生物，其遗传物质主要分布在细胞核中的染色体上。SARS病毒为RNA病毒，遗传物质含有C、H、O、N、P五种元素，不含S元素。艾滋病病毒的遗传物质为RNA，其水解产物为4种核糖核苷酸。

2．(2019·南京、盐城期中)艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”，进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列有关叙述错误的是(　　)

A．添加S型细菌DNA的培养基中只长S型菌落

B．实验过程中应使用固体培养基培养R型细菌

C．实验结论是S型细菌的DNA使R型细菌发生了转化

D．实验设计思路是分别单独观察S型细菌各种组分的作用

解析：选A　肺炎双球菌体外转化实验中，添加S型细菌DNA的培养基中有S型菌落和R型菌落。

3．格里菲思和艾弗里等人所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了(　　)

①DNA是遗传物质　②RNA是遗传物质　③DNA是主要的遗传物质　④蛋白质和多糖不是遗传物质　⑤S型细菌的性状是由DNA决定的　⑥在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的细胞

A．①④⑤⑥　　　 B．②④⑤⑥

C．②③⑤⑥  D．③④⑤⑥

解析：选A　肺炎双球菌的转化实验证实了DNA是遗传物质，蛋白质、多糖等不是遗传物质。R型细菌向S型细菌转化的本质是S型细菌的DNA进入了R型细菌细胞内，并成功表达了某些性状。

4．(2019·六安期中)如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染无放射性细菌，检测子代噬菌体的结构成分，说法正确的是(　　)

A．可在外壳中找到15N和35S、3H

B．可在DNA中找到3H、15N、32P

C．可在外壳中找到15N和35S

D．可在DNA中找到15N、32P、35S

解析：选B　用3H、15N、32P、35S共同标记噬菌体，其中3H、15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA,35S标记了噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，又由于DNA复制具有半保留复制的特点，所以在子代噬菌体中能找到3H、15N和32P标记的DNA，不能找到35S标记的蛋白质。

5．艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都能证明DNA是遗传物质，这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究它们各自的效应；②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是(　　)

A．两者都运用了①和②

B．前者运用了①，后者运用了②

C．前者只运用了②，后者运用了①和②

D．前者只运用了①，后者运用了①和②

解析：选D　艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质等分开，研究它们各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究它们各自的效应，并且运用了放射性同位素标记法。

6．(2019·南宁期中)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，进行了以下4个实验：①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，经过一段时间后离心，检测到以上4个实验中放射性出现的主要位置依次是(　　)

A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液

B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液

C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液

D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液

解析：选D　在该实验中，沉淀物的主要成分是细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。①③都直接对细菌进行了标记，放射性主要出现在沉淀物中；②用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性也主要出现在沉淀物中；④用15N可以标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，在该实验中，噬菌体的蛋白质外壳不会进入细菌体内，而DNA可以进入细菌体内，故放射性会出现在上清液和沉淀物中。

7．(2019·广州检测)如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类，其中与实际情况相符的是(　　)

A．T2噬菌体  B．乳酸菌

C．酵母菌  D．家兔

解析：选A　T2噬菌体是DNA病毒，其遗传物质为DNA，含有1种五碳糖、4种碱基和4种脱氧核苷酸，A正确；乳酸菌、酵母菌、家兔都含有DNA和RNA两种核酸，但遗传物质都是DNA，含有1种五碳糖、4种碱基和4种脱氧核苷酸，B、C、D错误。

8．如图是烟草花叶病毒的遗传过程实验，由此可以判断(　　)

A．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白质和RNA

B．烟草花叶病毒的蛋白质不能进入烟草细胞中

C．注入烟草细胞的RNA起到了遗传物质的作用

D．RNA是烟草花叶病毒的主要遗传物质

解析：选C　烟草花叶病毒放在水和苯酚中振荡后，其组成成分RNA和蛋白质能分开，水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA，A错误；将烟草花叶病毒的蛋白质注入烟草细胞中，不能使正常烟草感染病毒，B错误；题图中结果说明注入烟草细胞的RNA起到了遗传物质的作用，C正确；RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，没有体现它是主要遗传物质，D错误。

9．(2019·南昌期末)某同学模拟赫尔希和蔡斯做了如图所示的噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，下列有关分析错误的是(　　)

A．仅通过图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质

B．沉淀物b放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关

C．离心前混合时间过长会导致上清液的放射性升高

D．①过程中与35S标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌

解析：选C　仅通过题图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质；沉淀物b放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关，搅拌充分，沉淀物b几乎没有放射性，搅拌不充分，沉淀物b具有放射性；离心前混合时间过长会导致大肠杆菌裂解释放噬菌体，但新形成的噬菌体没有放射性，所以上清液的放射性没有变化；①过程中与35S标记的噬菌体混合培养的大肠杆菌应该是没有标记的。

10．(2019·郑州期中)“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”能够说明遗传物质应具备的一些特点，有关分析正确的是(　　)

解析：选A　加热杀死的S型细菌仍能使R型菌的后代转化为S型细菌，说明加热杀死的S型细菌的DNA仍具有活性，这说明DNA的分子结构比较稳定，A项正确；进入大肠杆菌细胞内的只有噬菌体的DNA，但是产生的子代噬菌体却具有与亲代相同的蛋白质外壳，这说明DNA能控制蛋白质的合成，B项错误；用32P标记亲代噬菌体的DNA，但产生的部分子代噬菌体也具有放射性，这说明DNA的复制方式是半保留复制，C项错误；将加热杀死的S型细菌与R型细菌一起培养，有S型细菌生成，这说明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，D项错误。

11．肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的

B．S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活

C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌

D．该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的

解析：选D　S型肺炎双球菌的菌落光滑，R型肺炎双球菌的菌落粗糙，A错误；S型菌的DNA经加热后变性失活，但温度降低后其活性可恢复，S型菌的相关蛋白质经加热后失活，注射S型菌后的小鼠存活，B错误；S型菌中某种物质可促使部分R型菌转化为S型菌，因此能从死亡小鼠中分离得到S型菌和R型菌，C错误；该实验证明S型菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型菌的DNA，D正确。

12．在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与大肠杆菌的数量变化如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)

A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自大肠杆菌

B．在O～t1时间内噬菌体还未侵入大肠杆菌体内

C．在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入大肠杆菌体内，导致大肠杆菌大量死亡

D．在t2～t3时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖

解析：选B　噬菌体侵染大肠杆菌的过程为吸附→注入→合成→组装→释放，侵入时噬菌体只有DNA进入大肠杆菌体内，合成子代噬菌体需要的原料、酶、能量都由大肠杆菌提供；在O～t1时间内噬菌体和大肠杆菌的数量基本稳定，此时可推知噬菌体可能还未侵入大肠杆菌体内，也可能已经侵入大肠杆菌体内还未释放子代噬菌体；在t1～t2时间内大肠杆菌大量死亡是由于噬菌体的侵入；在t2～t3时间内大肠杆菌裂解死亡，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖。

二、非选择题

13．请结合探究遗传物质的相关实验回答下列问题：

(1)格里菲思利用肺炎双球菌进行了________(填“体内”或“体外”)转化实验，其中第四组的对照组是__________________________。

(2)艾弗里及其同事设计实验的关键是_______________________________________________________________

________________________________________________________________，

为驳斥“艾弗里实验中提取出的DNA混有0.02%的蛋白质”，在艾弗里实验的基础上还应增加一组，其操作是______________________________。

(3)噬菌体侵染细菌实验中，所用大肠杆菌的类型有___________________(是否标记及用何标记)。

(4)烟草花叶病毒是一种RNA病毒，将之注入烟草的叶片细胞中，叶片会出现花叶病斑。欲探究烟草花叶病毒的遗传物质，你的实验思路是_______________________________________________________________

________________________________________________________________。

解析：(1)格里菲思利用肺炎双球菌进行的是体内转化实验；第一组与第二组对照说明S型菌可致小鼠死亡，第二组与第三组对照说明加热杀死的S型菌不能导致小鼠死亡，这三组与第四组对照才可得出S型菌内存在转化因子的结论。(2)艾弗里设计实验的关键是将S型菌的DNA、蛋白质和多糖等物质进行提纯和鉴定后与活的R型菌混合；蛋白酶可分解蛋白质，故可用蛋白酶处理从S型菌提取出的DNA，然后与活的R型菌混合，即可排除提取物中混有蛋白质的干扰。(3)噬菌体侵染细菌实验中，标记噬菌体需要使用标记的大肠杆菌，故所用大肠杆菌有3种类型，即未标记、32P标记、35S标记。(4)烟草花叶病毒是一种RNA病毒，主要组成成分是蛋白质和RNA，可以从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和RNA，分别注入烟草叶片细胞中，观察烟草叶片是否出现花叶病斑，以判断烟草花叶病毒遗传物质是蛋白质还是RNA。

答案：(1)体内　第一组、第二组和第三组　(2)对S型菌中的DNA、蛋白质和多糖等物质提纯和鉴定，然后与活的R型菌混合　用蛋白酶处理S型菌的DNA，然后与活的R型菌混合　(3)未标记、32P标记和35S标记　(4)从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和RNA，分别注入烟草叶片细胞中，观察烟草叶片是否出现花叶病斑

14．如图甲为肺炎双球菌转化实验的一部分图解。请据图回答：

(1)该实验是________________及其同事所做的肺炎双球菌转化的实验图解。

(2)该实验是在________________实验的基础上进行的，其目的是证明________的化学成分。

(3)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是________________________________________。

(4)依据上面图解的实例，可以作出________的假设。

(5)为验证上面的假设，他们设计了下面的实验(如图乙所示)，该实验中加DNA酶的目的是_____________________________________________________

_______________________________________________________________。

他们观察到的实验现象是_______________________________________。

(6)通过上述两步实验，仍然不能说明________________，为此他们设计了另一实验(如图丙所示)，他们观察到的实验现象是________，该实验能够说明___________________________________________________________。

解析：(1)实验过程表明是用S型细菌的DNA和R型细菌混合培养，观察实验结果，属于艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验。(2)该实验是在格里菲思的体内转化实验的基础上进行的，目的是证明转化因子的化学本质。(3)为了证明转化因子的化学本质，在实验前应分离出肺炎双球菌中的各种成分，进行单独观察。(4)该实验可以得出的结论是DNA是转化因子，即DNA是遗传物质。(5)为了进一步证明DNA是遗传物质，可以加入DNA酶，DNA水解后不具有遗传效应，实验结果应是R型细菌没有发生转化，培养基中只有R型细菌，没有出现S型细菌。(6)为了证明荚膜多糖和蛋白质不是遗传物质，实验设计思路应和前面的实验一样，加入荚膜多糖和蛋白质看是否能使R型细菌转化为S型细菌，实验结果是不能转化，证明了蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质。

答案：(1)艾弗里　(2)格里菲思的肺炎双球菌转化　转化因子　(3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质　(4)DNA是遗传物质　(5)催化从S型细菌中提取的DNA分解　培养基中只长R型细菌　(6)蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质　培养基中只长R型细菌　蛋白质、荚膜多糖不是遗传物质

15．请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验，证明DNA是遗传物质。

(1)实验过程

步骤一：分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中，并编号为甲、乙；

步骤二：在两个培养皿中接入____________________，在适宜条件下培养一段时间；

步骤三：放入____________，培养一段时间，甲、乙可分别获得______________和______________的噬菌体；

步骤四：用上述噬菌体分别侵染________大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌、离心；

步骤五：检测放射性同位素存在的主要位置(如图)：

①用甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如________图。

②用乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如________图。

(2)理论上A、B两支试管中，上清液和沉淀物中都只有其中之一有放射性，请分析试管B中上清液具有较低放射性的原因是____________________。(答出一条即可)

解析：试管B(32P标记的核苷酸)中上清液具有较低放射性的原因：①培养时间长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中；②培养时间短，部分噬菌体没有侵入大肠杆菌内，经离心后分布于上清液中。

答案：(1)等量的大肠杆菌菌液　T2噬菌体　被32P标记　被35S标记　未被标记的　B　A　(2)噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中(或部分噬菌体没有侵入大肠杆菌内，经离心后分布于上清液中)